Le chimiste Dr. Lars Borchardt et son équipe à TU Dresden ont récemment réalisé une énorme percée dans la synthèse de nanographenes. En raison de leur électricité unique, caractéristiques thermiques et mécaniques, le graphène à modification de carbone et ses petits frères les nanographenes sont connus comme un matériau très prometteur pour des applications en électronique, la technologie des capteurs et le stockage d'énergie. Cependant, étant donné que la synthèse de nanographenes et de nanorubans de graphène est encore assez coûteuse et non durable pour l'environnement, il n'y a que peu d'applications industrielles. La méthode innovante du Dr Borchardt d'une synthèse mécanochimique de nanographenes a certainement ouvert la voie à un plus sûr, voie plus simple et plus durable pour la synthèse de matériaux alternatifs pour l'énergie électronique et solaire.

Broyeurs à boulets au lieu de solvants - c'est le point de départ des recherches du Dr Lars Borchardt et de son groupe de recherche junior "Mechanocarb" à la Faculté de chimie et de chimie alimentaire de la TU Dresden depuis 2015. Le groupe est financé par le ministère fédéral de la Education and Research (BMBF) et est un projet de l'initiative de financement "Materialforschung für die Energiewende". Leur objectif commun est de faire de la mécanochimie une ressource, méthode de synthèse économe en énergie et en temps vers des matériaux d'électrode à base de carbone. Le doctorant Sven Grätz a récemment réussi une nouvelle fois à prouver qu'il était sur la bonne voie :les résultats de sa thèse sur la réaction mécanochimique de Scholl ont été publiés dans la célèbre revue en ligne Communications chimiques .

Il peut sembler paradoxal d'imaginer que les forces destructrices d'un broyeur à boulets puissent aider à créer des molécules complexes. Cependant, Borchardt et son équipe ont fait exactement cela. Les systèmes moléculaires très aromatiques (fortement aromatiques en chimie signifient des systèmes avec un nombre élevé de liaisons conjuguées qui sont très stables) tels que les nanographènes sont connus pour leur faible solubilité. Par conséquent, ils sont difficiles à synthétiser dans les méthodes chimiques traditionnelles, qui nécessitent un solvant. Le groupe Borchardt travaille exclusivement avec les forces mécaniques intenses des broyeurs à boulets. Les forces énormes dans les broyeurs initient une réaction chimique dans laquelle un précurseur d'hexaphénylbenzène est converti en un système complètement aromatique. Non seulement cette méthode représente une méthode beaucoup plus simple, alternative plus sûre et plus durable aux synthèses chimiques conventionnelles, elle ouvre aussi de nouvelles voies :« On peut aussi élargir la faisabilité de cette fameuse réaction vers des molécules insolubles, " explique Borchardt.

Les scientifiques de TUD ont réussi à synthétiser les nanographenes de référence C60 et C222 de forme triangulaire en très peu de temps et avec un effort comparable. Maintenant, ils poursuivent leurs recherches en mécanochimie dans le but de produire des molécules encore plus grosses telles que des nanorubans de graphène qui sont adaptables pour l'application. Les récentes découvertes du groupe Borchardt apporteront certainement de nouveaux aspects à la recherche de nouveaux matériaux pour l'énergie électronique et solaire et aussi à lever certains des freins de la synthèse chimique en éliminant les solvants.